Question

環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，如圖所示，正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器后，沿圓環(huán)切線方向注入對(duì)撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)水平垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，只在洛倫茲力作用下，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而在碰撞區(qū)迎面相撞，為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　�。�

• A、對(duì)于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子的運(yùn)動(dòng)周期越大
• B、對(duì)于給定的帶電粒子，不管加速電壓U如何變化，粒子的運(yùn)動(dòng)周期都保持不變
• C、對(duì)于給定的加速電壓，帶點(diǎn)粒子的比荷

  q

  m

  越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
• D、對(duì)于給定的加速電壓，帶點(diǎn)粒子的比荷

  q

  m

  越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小

Answer 1

分析：通過粒子的周期T=

2πr

v

，判斷周期的變化；結(jié)合粒子在磁場中的半徑公式，根據(jù)粒子速度與加速電壓的關(guān)系得出半徑的表達(dá)式，抓住半徑不變，從而進(jìn)行判斷．

解答：解：AB、粒子在空腔內(nèi)的周期T=

2πr

v

，故加速電壓越大，粒子速率v越大，其周期越小．故A、B錯(cuò)誤．
CD、在加速器中，根據(jù)動(dòng)能定理有：qU=

1

2

mv2，在環(huán)狀空腔內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=

mv

qB

，即r=

1

B

2mU q

．可知在半徑不變的條件下，

q

m

越大，B越�。�故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：本題是帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)類型，除了常規(guī)思路外，抓住隱含條件進(jìn)行分析是關(guān)鍵．本題的隱含條件是電子的運(yùn)動(dòng)半徑不變．